Elektronik Devrenin Elemanları
Bir elektronik devredeki karmaşıklık ve bileşen sayısı, uygulamasına bağlı olarak değişebilir. Bununla birlikte, en basit devre, bir iletken yol, bir voltaj kaynağı ve bir yük dahil olmak üzere üç elemandan oluşur.
Eleman 1: İletken Yol
Elektrik akımı iletken yoldan akar. Bakır teller basit devrelerde kullanılmasına rağmen, hızla iletken izlerle değiştirilir. İletken izler, iletken olmayan bir alt tabakaya lamine edilmiş bakır levhalardan başka bir şey değildir. Genellikle Baskılı Devre Kartları (PCB) gibi küçük ve karmaşık devrelerde kullanılırlar.
Eleman 2: Gerilim Kaynağı
Bir devrenin birincil işlevi elektrik akımının güvenli bir şekilde içinden geçmesine izin vermektir. Yani, ilk anahtar eleman voltaj kaynağıdır. Akünün içinden akabilmesi için devredeki iki nokta arasında potansiyel bir fark (voltaj) sağlayan pil, jeneratörler veya güç sistemleri gibi iki terminalli bir cihazdır.
Eleman 3: Yük
Yük, devredeki belirli bir işlevi yerine getirmek için güç tüketen bir öğedir. Bir ampul en basit yüktür. Bununla birlikte, karmaşık devreler, dirençler, kapasitörler, transistörler farklı yüklere sahiptir.
Elektronik Devre Bilgileri
Gerçek 1: Açık Devre
Daha önce de belirtildiği gibi, bir devre, akımın içinden akmasına izin vermek için her zaman bir döngü oluşturmalıdır. Ancak, açık devre söz konusu olduğunda, bir veya daha fazla bileşenin kasıtlı olarak (bir anahtar kullanılarak) veya yanlışlıkla (kırık parçalar) kesildiği için akım akamaz. Başka bir deyişle, bir döngü oluşturmayan herhangi bir devre bir açık devredir.
Gerçek 2: Kapalı Devre
Kapalı devre, kesintisiz bir döngü oluşturan devredir. Böylece, açık bir devrenin tam tersidir. Ancak, herhangi bir işlev gerçekleştirmeyen tam bir devre hala kapalı bir devredir. Örneğin, bitmiş bir pile bağlı bir devre herhangi bir iş yapmayabilir, ancak yine de kapalı bir devredir.
Gerçek 3: Kısa Devre
Kısa devre durumunda, bir elektrik devresindeki iki nokta arasında düşük dirençli bir bağlantı oluşur. Sonuç olarak, akım, istenen yol boyunca değil, yeni oluşturulan bu bağlantıdan akma eğilimindedir. Örneğin, pilin negatif ve pozitif terminali arasında doğrudan bir bağlantı varsa, akım devreden geçmek yerine içinden akacaktır.
Bununla birlikte, kısa devreler genellikle akım tehlikeli derecede yüksek seviyelerde akabileceğinden ciddi kazalara neden olur. Bu nedenle, kısa devre elektronik ekipmanlara zarar verebilir, pillerin patlamasına ve hatta ticari ve konut binalarında yangına neden olabilir.
Gerçek 4: Baskılı Devre Kartları (PCB’ler)
Çoğu elektronik cihaz karmaşık elektronik devreler gerektirir. Bu yüzden tasarımcılar bir devre kartında küçük elektronik bileşenler düzenlemek zorundalar. Bir tarafında bakır izleri bağlayan plastik bir kart ve bileşenleri sabitlemek için çok sayıda delik içerir. Bir devre kartının yerleşimi kimyasal olarak plastik bir kart üzerine yazdırıldığında, buna baskılı devre kartı veya PCB denir.
Gerçek 5: Entegre Devreler (IC’ler)
PCB’ler birçok avantaj sunsa da, bilgisayarlar ve cep telefonları gibi çoğu modern cihaz binlerce ve hatta milyonlarca bileşene sahip karmaşık devreler gerektirir. Entegre devrelerin devreye girdiği yer burasıdır. Küçük bir silikon çipin içine sığabilecek küçük elektronik devrelerdir. Jack Kilby ilk entegre devreyi 1958’de Texas Instruments’da icat etti. IC’lerin tek amacı, boyutlarını ve üretim maliyetlerini düşürürken elektronik cihazların verimliliğini artırmaktır. Yıllar içinde, teknoloji gelişmeye devam ettikçe, entegre devreler gittikçe daha sofistike hale geldi. Bu yüzden kişisel bilgisayarlar, dizüstü bilgisayarlar, cep telefonları ve diğer tüketici elektroniği gün geçtikçe daha ucuz ve daha iyi hale geliyor.
Elektronik Devrelerde Kullanılan Elemanlar
Modern teknoloji sayesinde, elektronik devre yapım süreci, özellikle bina IC’leri ve PCB’leri için tamamen otomatikleştirilmiştir. Bir devredeki bileşenlerin sayısı ve düzeni karmaşıklığına bağlı olarak değişebilir. Bununla birlikte, az sayıda standart bileşen kullanılarak inşa edilmiştir.
Aşağıdaki bileşenler elektronik devreler oluşturmak için kullanılır.
Bileşen 1: Kapasitör
Kondansatörler, farklı elektronik devre türleri oluşturmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir kondansatör, elektrostatik olarak elektrik alanında enerji depolayabilen pasif iki terminalli bir elektrik bileşenidir. Basit bir ifadeyle, elektrik depolayan küçük bir şarj edilebilir pil olarak çalışır. Ancak, bir pilden farklı olarak, bir saniye içinde şarj ve deşarj olabilir.
Bileşen 2: Direnç
Direnç, akım akışına direnen pasif iki terminalli bir elektrikli cihazdır. Muhtemelen bir elektronik devredeki en basit elementtir. Direnç neredeyse tüm elektronik devrelerin doğasında bulunan bir element olduğundan, aynı zamanda en yaygın bileşenlerden biridir. Genellikle renk kodludurlar.
Bileşen 3: Diyot
Bir diyot, elektrik akımının sadece bir yönde akmasına izin veren iki terminalli bir cihazdır. Bu nedenle, bir çek valfın veya tek yönlü bir sokağın elektronik eşdeğeridir. Genellikle Alternatif Akımı (AC) Doğru Akıma (DC) dönüştürmek için kullanılır. Yarı iletken bir malzemeden (yarı iletken diyot) veya vakum tüpünden (vakum tüp diyot) yapılır. Ancak günümüzde çoğu diyot yarı iletken malzemeden, özellikle silikondan yapılır.
Bileşen 4: Transistör
Bir elektronik devrenin en önemli bileşenlerinden biri olan transistörler, elektronik alanında devrim yaratmıştır. Üç terminalli bu küçük yarı iletken cihazlar, 50 yıldan fazla bir süredir kullanılmaktadır. Genellikle amplifikatör ve anahtarlama cihazı olarak kullanılırlar. Bunları hareketli parça içermeyen röleler olarak düşünebilirsiniz, çünkü herhangi bir hareket olmadan ‘açıp ‘kapatabilirler.
Bileşen 5: İndüktör
Reaktör olarak da bilinen bir indüktör, iki terminale sahip bir devrenin pasif bir bileşenidir. Bu cihaz, enerjisini manyetik alanında depolar ve gerektiğinde devreye geri döndürür. İki indüktör dokunmadan yan yana yerleştirildiğinde, birinci indüktör tarafından oluşturulan manyetik alanın ikinci indüktörü etkilediği keşfedildi. İlk transformatörlerin icat edilmesine yol açan önemli bir atılımdı.
Bileşen 6: Röle
Röle, devreleri elektromekanik veya elektronik olarak açıp kapatabilen elektromanyetik bir anahtardır. Bir röleyi çalıştırmak için nispeten küçük bir akıma ihtiyacınız vardır. Genellikle, bir kontrol devresindeki düşük akımları düzenlemek için kullanılırlar. Bununla birlikte, yüksek elektrik akımlarını kontrol etmek için röleleri de kullanabilirsiniz. Röle, bir kolun elektriksel eşdeğeridir. Büyük bir akım kullanarak başka bir devreyi açmak (veya kaldıraç) için küçük bir akımla açabilirsiniz. Röleler ya elektromekanik röleler ya da katı hal röleleridir.
